网络工程原理个人复习总结
研究网络系统的规划、设计与管理的工程科学
根据用户的需求与目标，对网络系统建设方案进行规划设计，工程招投标，硬件与软件现场部署调试、测试验收，以及后续管理与维护，改造与升级
要熟练掌握网络规划与设计的步骤、要点、流程、案例、网络设备选型，以及根据可能的网络技术发张方向，考虑网络系统的优化、升级与容灾
要具备计算机网络基本原理、网络系统结构、协议、安全等相关知识，并具备网络设备配置、系统布线的相关实践技能
掌握网络编程开发技术、网站设计和web制作技术、信息发布技术、各种服务器搭建技术，用于满足用户的日常网上办公需求
掌握各种网管工具，对网络实施有效的管理维护，包括网络系统运行监控管理、认证与计费管理、攻击防御、故障检测与修复、使网络系统持续、可靠运行，发挥应有的经济效益
要懂得网络工程的组织实施过程，能把握住网络工程的评审、监理、验收等环节
指所支持的物理接口，能连接的物理介质类型
指工作在不同协议类型的网络之间，实现不同协议数据包的转换。通常对设备互连能力考虑得较多的都是协议上的互连能力
直通交换、存储转发、无碎片直通方式
交换机上电初始化，其MAC地址表为空。当一个网络报文从其中一个端口进入交换机时，开始自动学习MAC表项
总结：以太网报文的报头包含目的MAC地址和源MAC地址，报文进入交换机时，是先根据报文头部源MAC地址进行地址学习，然后根据报文头部目的MAC地址查找地址表进行报文转发
三种属性：动态、静态、过滤属性
属性特点：动态表项通过自动学习得到，可以老化；静态和过滤表项只能通过配置命令手工添加或删除，不可以老化，也不能被自动学习过程更新
数据报文至少经过一个或多个中间三层节点才能到达目标节点，中间可能出现若干条可选的发送路径，选择效率最高的可用路径的过程就是路由。
路由的动作发生在网络层，路由的依据是IP地址，具有路由功能的网络设备称为路由器。
静态路由的好处在于可以减少路由器之间的数据传输量，这对于带宽较紧张，线路冗余度低的网络尤其适合
配置动态路由协议的路由器能够自动地建立起自己的路由表，并且能够根据情况的变化适时地进行调整
以太网交换机的基本硬件架构
路由器主要由下面五个部分组成：路由引擎，转发引擎，路由表，网络适配器和路由器端口
存储转发方式具有错误检测，自动缓存，访问控制（ACL）等特性，访问控制（ACL）就能判断什么类型的报文送到CPU处理
由以太网CSMA/CD机制决定的。在同一个冲突域中每一个节点都能收到所有被发送的帧，简单的说就是同一时间内只能有一台设备发送报文的范围
二层或以上设备，如交换机的每个端口就是一个冲突域
网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合，简单的说，如果站点发出一个广播帧，所有能接收到这个帧的设备范围称为一个广播域
三层或以上设备，如路由器或三层交换机，或支持VLAN的交换机
Preamble(8字节)：物理层插入的8字节，由7位前同步码和1位帧开始定界符组成
目标MAC地址（8字节）
源MAC地址（8字节）
类型（2字节）上层协议的类型
帧检验序列FCS（4字节）检测该帧是否出错，发送方计算帧的循环冗码校验（CRC）值，写入帧里。接收方重新计算并与接收到的CRC值进行比较
TPID：固定值0x8100，表明该帧的标签
Priority：指明该帧的优先级。有0-7，共8个等级
CFI：为0说明是规范格式，1为非规范格式
VLAN ID：这是一个12位的与，指明VLAN的ID，一共4096个
SuperVLAN又称为VLAN聚合，把多个VLAN聚合成一个SuperVLAN，这些子VLAN使用同一个IP子网和缺省网关。每个子VLAN都是一个独立的广播域，保证不同用户之间的隔离，子VLAN之间的通信通过SuperVLAN进行路由
优点：节省交换机路由接口数目，节约IP地址
PVLAN中的交换机端口有三种类型：Isolated port、Community port和Promiscuous port;对应三种VLAN。
一个PVLAN中只有一个Primary VLAN（Promuscuous）、一个Isolated PVLAN，可以有多个Community PVLAN。后面两种都属于Secondary VLAN，需要和Primary VLAN绑定在一起，从外部看就是一个主VLAN
优点：可以使同一子网内的主机随便相互访问的同时，又都可以和某一个目的主机进行通信，比如网关、服务器等
首部长度：4位，首部长度=固定部分（20字节）+可选字段（0~40字节），取值范围5到15，单位为4字节
总长度：16位，单位为1字节，最大值为65535，但总长度必须不超过MTU
IP分片与重组（标识，标志，片偏移） ：
生存时间TTL：8位，指数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。IP数据报每经过一个路由器，TTL减1。当减到0时，这个数据报就会被丢失
协议：8位，指数据部分是何种协议
ipv6数据报格式：IPv6数据报=基本首部+有效载荷；有效载荷=扩展首部+数据部分
IPv6的优点：
IPv4和IPv6的区别：
与IPv4相比，IPv6的新特点是：
1．巨大的地址空间：IPv6的128位地址长度形成了一个巨大的地址空间。
2．高效的层次寻址及路由结构 3．移动性 4．内置的安全特性
5．服务质量6．即插即用的配置
A类保留给政府机构，B类分配给中等规模的公司，C类分配给任何需要的人，D类用于组播，E类用于实验
根据用途和安全性级别的不同，IP地址还可以大致分为共有地址和私有地址两类
在2类IP地址中专门保留了三个区段作为私有地址，其地址范围如下：
NAT的种类：静态NAT、动态NAT、基于端口的NAT–PAT（overload NAT）、NAT的TCP负载均衡、重叠网络的NAT。
静态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，IP地址是一对一的
动态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址时，IP地址是不确定的，是随机的
大型网络的拓扑结构一般划分为三个层次，即核心层、汇聚层和接入层，这个不是绝对的
分层结构的设计目标是：
按照分层结构设计网络拓扑结构时，应遵守以下两条基本原则：
汇聚层将大量低俗的连接诶（与接入层设备的链接）通过少量带框的链接接入核心层，以实现通信量的收敛，提高网路中汇聚点的效率。同时减少核心层设备路由路径的数量
原理：请求主机通过ARP请求报文广播数据包由此得到目标主机的MAC地址，同时将目的主机的MAC地址存入自己的缓存表中，以节约不必要的ARP通信，但当主机收到一个ARP的应答包后，它并不会验证自己是否发送过这个ARP请求，而是直接将应答包里的MAC地址与IP对应的关系替换掉原有的ARP缓存表里的相应信息
目的：窃听或篡改被欺骗的主机的报文，扰乱局域网，使得网络中的合法主机无法正常上网
工作原理：A主机向B主机发送请求报文；B主机回复，同时C主机冒充B主机，向A发送大量的返回报文
管理路径用来表示路由路径的准确度与可信度
路由协议默认距离：
基本原理：
RIP路由协议特点（RIPv2相对RIPv1有以下特点）
安全认证的目的：防止有意或无意的路由欺骗或路由诸如，导致原有的路由表错误
RIPv2支持安全认证，v1则不支持
被动接口：只接收路由更新，不发送路由更新
触发更新：只能在（广域网）串行线路进行设置，且两边都要设置。为了减少啊更新次数，降低带宽消耗，只有在路由变化时才发送更新
router rip
version 2
network network-number
key chian t08
key 1
key-string cisco
int serial2/1
ip addr 12.0.0.1 255.255.255.0
ip auth mode md5
ip auth key-chian t08
serial restart-delay 0
router rip
version
network 1.1.1.0
network 12.0.0.0
no auto-summary
conf t
router rip
passive-int fa 0.0
Router(config-if) ip rip triggered
是以自身为根结点计算出一颗最短路径树，在这棵树上由根到各节点的累积开销最小，即由根到各节点的路径在整个网络中都是最优的，这样也就获得了由根去往各个节点的路由。
OSPF协议引入“分层路由”的概念，将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的部分，这些相互独立的部分被称为“区域”，“主干”的部分被称为“主干区域”。每个区域就如同一个独立的网络，该区域的OSPF路由器只保存该区域的链路状态。每个路由器的链路状态数据库都可以保持合理的大小，路由计算的时间、报文数量都不会过大
多区域OSPF的优点：
OSPF路由器的类型决定了什么样的数据流能够进入和离开区域
所有接口都位于同一个区域内的路由器，同一个区域中所有内部路由器的LSDB都相同
位于骨干区域0边缘的路由器，至少有一个接口与区域0相连。骨干路由器在维护OSPF路由信息时采用的步骤和算法与内部路由器相同
连接多个区域的路由器，为其连接的每一个区域维护一个LSDB，并路由器前往/来自其他区域的数据流。ABR将区域0连接到非骨干区域，因此是区域的出口，这意味着前往其他区域的路由信息，必须经过当前区域的ABR。ABR将这些路由选择信息通告给骨干，骨干路由器再将其转发给其他的ABR。只能在ABR对其连接的区域的地址进行汇总（对其连接的区域的LSDB中的路由选择信息进行汇总）。ABR离开LSA泛洪区，还可能提供默认路由。一个区域可能有一台或多台ABR
理想的设计是只让每个ABR连接两个区域
骨干区域和另一个区域。正如前面指出的，建议ABR最多不要连接3个以上的区域
至少有一个接口与其他域（如另一个OSPF自治区域系统或使用其他网络协议的域）相连。OSPF自治系统由所有OSPF区域及其中的路由器组成。ASBR可将外部路由重分发到OSPF域中，反之亦然
注意：同一台路由器可属于多种类型
例如：如果路由器同时连接区域0、区域1和一个非OSPF网络，则它既是ABR又是ASBR
有三种版本OSPFv1、OSPFv2和OSPFv3
其中v2运用最广，v3支持IPv6
OSPF被动接口也称为抑制接口，成为被动接口后将不会接收和发送OSPF报文
本地路由器不接收网络中其他路由器发布的路由更细消息在已经运行OSPF协议进程中的接口不予本链路上其余路由器建立邻居关系时，可通过配置被动接口来静止此接口接收和发送OSPF报文。
BGP路由协议：
BGP边界网关协议是基于路径-向量的外部网络协议。边界网关协议(Border Gateway Protocol, BGP)是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议，是一种外部网关协议。边界网关协议常用于互联网的网关之间。路由表包含已知路由器的列表、路由器能够达到的地址及到达每个路由器的路径的跳数。
一般两种方式：
虚拟路由冗余协议，是用于实现路由器冗余的协议
在该协议中，对共享多存取访问介质上终端IP设备的默认网关进行冗余备份，从而在其中一台路由设备宕机时，备份路由设备及时接管转发工作，向用户提供透明的切换，提高了网络服务质量
热备路由协议
网关负载均衡协议
GLBP协议支持三种负载均衡方式：
端口安全功能通过报文的源MAC地址来限定报文是否可以进入交换机的端口，只有源MAC地址为端口安全地址表中配置或者学习到的MAC地址的报文才可以进入交换机通信，其他报文将被丢弃
还可以设定端口安全地址绑定IP+MAC或者仅绑定IP，用来限制必须符合绑定的报文才能进入交换机通信
可以按照如下三种方式处理安全冲突：
应用802.1x可提供认证、授权、计费三种安全功能，简称AAA
通过AAA技术，我们能对接入网络的用户进行控制，可以控制哪些用户能接入网络，能得到什么样的权限，还能记录用户上来之后做了啥事
为什么引入生成树协议
STP原理：将网络的拓扑修剪为树形拓扑，拓扑图形状与一棵树相似，这样就不会产生环路了。
在每个运行STP协议的设备上依据一定的准则选举出一个树根节点作为网络中的根桥，其他节点为非树根节点。
每一个非树根节点，会选择最优的路径和根桥相连，每个非树根节点上位于最优路径的端口，为该非树根节点的根端口。
如果非树根节点存在冗余链路，则会对相应端口进行阻塞
STP协议概述—收敛状态（Forwarfing）
一旦根桥、所有根端口、所有指定端口都选 举成功，则整个树形拓扑就建立完毕了，即达 到拓扑收敛状态。
在拓扑收敛状态下，只有根端口和指定端口 转发流量，其他的非根非指定端口都处于阻塞 （Blocking）状态，它们只接收STP协议报文 而不转发用户流量。
快速生成树协议
即在网络拓扑发生变化时，原来冗余的交换机端口在点对点的连接条件下端口状态可以迅速迁移。该协议可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树形网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。 [1]
RSTP（快速生成树协议）是从STP发展而来， 实现的基本思想一致；
RSTP具备STP的所有功能；
RSTP改进的目的就是当网络拓扑结构发生变化时，尽可能快的恢复网络的连通性。
基于实例（Instance）计算出多棵生成树，每个实例都会生成自己的生成树，并且每个实例可以包含一个或多个VLAN，每一个VLAN只能映射到一个实例。交换机可以通过配置多个实例，实现不同VLAN组之间的负载分担
端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的 Forward Delay时间，所以网络拓扑结构改变之后需要至少两倍的Forward Delay时间，才能恢复连通性
如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁的失去连通性，这样用户将无法忍受。
基本类型的访问控制列表：标准访问ACL、扩展访问ACL、专家级扩展ACL
其他种类的访问控制列表：基于MAC地址的ACL、基于时间的ACL、基于数据匹配的控ACL、基于TCP flag的ACL、基于IPv6的ACL：主要针对IPV6协议特征进行过滤。
标准访问控制列表：主要根据数据包的源IP地址来允许或拒绝数据包；访问控制列表号范围：1-99，1300-1399。
扩展访问控制列表：可以基于源IP和目的IP地址、传输层协议和应用端口号进行过滤；使用扩展ACL可以实现更加精确的流量控制；访问控制列表号范围：100-199 ，2000-2699
专家级扩展访问控制列表：除了前面介绍的扩展访问列表的过滤规则之外，还可以基于源MAC和目的MAC地址、VLAN ID、报文优优先级进行过滤；访问控制列表号范围：2700-2899。
标准访问acl
创建允许来自172.16.0.0的流量的ACL
Router(config)#access-list 1 permit 172.16.0.0 0.0.255.255
应用到接口E0和E1的出方向上
Router(config)#interface fastethernet 0/0
Router(config-if)#ip access-group 1 out
Router(config)#interface fastethernet 0/1
Router(config-if)#ip access-group 1 out
创建拒绝来自172.16.4.13的流量的ACL
Router(config)#access-list 1 deny host 172.16.4.13
Router(config)#access-list 1 permit 0.0.0.0 255.255.255.255
应用到接口E0的出方向
Router(config)#interface fastethernet 0/0
Router(config-if)#ip access-group 1 out
拓展访问acl
第一步：使用access-list命令创建扩展访问控制 列表
Router(config)#access-list access-list-number { permit | deny } protocol [source source-wildcard destination destination-wildcard ] [operator port] [established] [log]
第二步：使用ip access-group命令将扩展访问控 制列表应用到某接口
Router（config-if）#ip access-group accesslist-number { in | out
专家级扩展ACL配置实例
通常 QoS 有以下三种服务模型：
Best-Effort service（尽力而为服务模 型）
无控制，先到先服务
Integrated service（综合服务模型，简 称IntServ）
端到端，带宽预留
Differentiated service（区分服务模型 ，简称DiffServ）-- 折中权衡，这是 IETF提出的QoS标准模型
DiffServ 服务模型规定网络中的报文流将被划分 成不同类别，投递到不同的调度队列，进行输入 输出优先级的控制，投递队列的依据：
1）双协议栈 2）隧道 3）网络地址转换/协议转换技术（NAT-PT）
协议栈技术就是指在一台设备上同时启用IPv4协议栈和IPv6协议栈。这样的话，这台设备既能和IPv4网络通信，又能和IPv6网络通信。如果这台设备是一个路由器，那么这台路由器的不同接口上，分别配置了IPv4地址和IPv6地址，并很可能分别连接了IPv4网络和IPv6网络。如果这台设备是一个计算机，那么它将同时拥有IPv4地址和IPv6地址，并具备同时处理这两个协议地址的功能。
隧道技术（Tunneling）是网络基础设置在网络之间传递数据的方式，使用隧道技术传递可以是不同协议的数据包，隧道协议将这些其他协议的数据包重新封装在新的包头中发送。被封装的数据包在隧道的两个端点之间通过网络进行路由，被封装数据包在网络上传递时所经历的逻辑路径称为隧道。
简单来说，隧道技术是一类网络协议，是将一个数据包封装在另一个数据包中进行传输的技术；使用隧道的原因是在不兼容的网络上传输数据，或在不安全网络上提供一个安全路径。通过网络隧道技术，可以使隧道两端的网络组成一个更大的内部网络。（把不支持的协议数据包打包成支持的协议数据包之后进行传输）。
如今，随着全球的IPv4地址已经分配完毕，再也没有新的空闲的IPv4地址可以分配了，这更加让IPv4地址的使用成为一种奢侈。NAT（Network Address Translation，网络地址转换）在IPv4地址严重不足的情况下提出缓解办法，是将IP数据报文头中的IP地址转换为另一个IP地址的过程。在实际应用中，NAT使一个局域网中的主机使用少量合法的IPv4地址就可以访问外部资源。这种通过使用少量的公网IP地址代表较多的私网IP地址的方式，将有助于减缓可用IP地址空间的枯竭。
不过，NAT不能永久的解决当今IP地址短缺的问题，因此IPv6的应用越来越显得重要。IPv6的应用是个循序渐进的过程，在很长时间内，IPv4网络和IPv6网络会同时存在且需要相互通信。基于这种情况，就需要一种技术，解决IPv4和IPv6网络的互通问题，所以NAT-PT技术应运而生。
NAT-PT（Network Address Translation-Protocol Translation，附带协议转换的网络地址转换）技术秉承NAT技术（RFC2663）的思想，但在原理方面大有不同，可以这样简单的理解，NAT技术是IPv4私网地址与公网地址之间的转换，它是为了解决IPv4公网地址缺乏问题；NAT-PT技术则是IPv6协议与IPv4协议之间的转换，在RFC 2765与RFC 2766中给出了其定义它是为了解决两者的互通问题。在IPv4网络完全过渡到IPv6网络之前，两种类型网络之间直接的通信可以通过NAT-PT来实现。
我想在Ruby中创建一个用于开发目的的极其简单的Web服务器(不，不想使用现成的解决方案)。代码如下:#!/usr/bin/rubyrequire'socket'server=TCPServer.new('127.0.0.1',8080)whileconnection=server.acceptheaders=[]length=0whileline=connection.getsheaders想法是从命令行运行这个脚本，提供另一个脚本，它将在其标准输入上获取请求，并在其标准输出上返回完整的响应。到目前为止一切顺利，但事实证明这真的很脆弱，因为它在第二个请求上中断并出现错误:/usr/b
matlab打开matlab，用最简单的imread方法读取一个图像clcclearimg_h=imread('hua.jpg');返回一个数组（矩阵），往往是a*b*cunit8类型解释一下这个三维数组的意思，行数、数和层数，unit8：指数据类型，无符号八位整形，可理解为0~2^8的数三个层数分别代表RGB三个通道图像rgb最常用的是24-位实现方法，即RGB每个通道有256色阶（2^8）。基于这样的24-位RGB模型的色彩空间可以表现256×256×256≈1670万色当imshow传入了一个二维数组，它将以灰度方式绘制；可以把图像拆分为rgb三层，可以以灰度的方式观察它figure(1
网络编程套接字网络编程基础知识理解源`IP`地址和目的`IP`地址理解源MAC地址和目的MAC地址认识端口号理解端口号和进程ID理解源端口号和目的端口号认识`TCP`协议认识`UDP`协议网络字节序socket编程接口`sockaddr``UDP`网络程序服务器端代码逻辑：需要用到的接口服务器端代码`udp`客户端代码逻辑`udp`客户端代码`TCP`网络程序服务器代码逻辑多个版本服务器单进程版本多进程版本多线程版本线程池版本服务器端代码客户端代码逻辑客户端代码TCP协议通讯流程TCP协议的客户端/服务器程序流程三次握手（建立连接）数据传输四次挥手（断开连接）TCP和UDP对比网络编程基础知识
SPI接收数据左移一位问题目录SPI接收数据左移一位问题一、问题描述二、问题分析三、探究原理四、经验总结最近在工作在学习调试SPI的过程中遇到一个问题——接收数据整体向左移了一位（1bit）。SPI数据收发是数据交换，因此接收数据时从第二个字节开始才是有效数据，也就是数据整体向右移一个字节（1byte）。请教前辈之后也没有得到解决，通过在网上查阅前人经验终于解决问题，所以写一个避坑经验总结。实际背景：MCU与一款芯片使用spi通信，MCU作为主机，芯片作为从机。这款芯片采用的是它规定的六线SPI，多了两根线：RDY和INT，这样从机就可以主动请求主机给主机发送数据了。一、问题描述根据从机芯片手
是否可以在不实际下载文件的情况下检查文件是否存在？我有这么大的(~40mb)文件，例如:http://mirrors.sohu.com/mysql/MySQL-6.0/MySQL-6.0.11-0.glibc23.src.rpm这与ruby不严格相关，但如果发件人可以设置内容长度就好了。RestClient.get"http://mirrors.sohu.com/mysql/MySQL-6.0/MySQL-6.0.11-0.glibc23.src.rpm",headers:{"Content-Length"=>100} 最佳答案
我在这方面尝试了很多URL，在我遇到这个特定的之前，它们似乎都很好:require'rubygems'require'nokogiri'require'open-uri'doc=Nokogiri::HTML(open("http://www.moxyst.com/fashion/men-clothing/underwear.html"))putsdoc这是结果:/Users/macbookair/.rvm/rubies/ruby-2.0.0-p481/lib/ruby/2.0.0/open-uri.rb:353:in`open_http':404NotFound(OpenURI::HT
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（本文是网络的宏观的概念铺垫）目录计算机网络背景网络发展认识"协议"网络协议初识协议分层OSI七层模型TCP/IP五层(或四层)模型报头以太网碰撞路由器IP地址和MAC地址IP地址与MAC地址总结IP地址MAC地址计算机网络背景网络发展 是最开始先有的计算机，计算机后来因为多项技术的水平升高，逐渐的计算机变的小型化、高效化。后来因为计算机其本身的计算能力比较的快速：独立模式：计算机之间相互独立。 如：有三个人，每个人做的不同的事物，但是是需要协作的完成。 而这三个人所做的事是需要进行协作的，然而刚开始因为每一台计算机之间都是互相独立的。所以前面的人处理完了就需要将数据
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